鲜食糯玉米的耐高温种植方法与流程

1.本发明涉及玉米栽培技术领域，具体涉及一种鲜食糯玉米的耐高温种植方法。


背景技术：

2.糯玉米富含丰富的蛋白质、氨基酸、维生素、膳食纤维等营养物质，且蒸煮后黏软清香、营养丰富、适口性好，具有独特的风味和极高的食用价值。近年来，随着人民生活水平的提高，大众的膳食保健意识逐渐增强，糯玉米因其独特的风味和食用价值，已逐渐成为一种广受欢迎的保健休闲食品。
3.在我国及东南亚地区，糯玉米主要用作鲜食，即摘取乳熟期的新鲜果穗或鲜嫩籽粒食用，因此鲜果穗产量和籽粒发育的好坏直接决定糯玉米的商品价值。
4.糯玉米最早起源于我国广西、云南等热带和亚热带地区，全生育期均需要较高的温度，但温度过高(≥35℃)则不利于其生长，甚至造成高温热害。在全球温度不断升高的大背景下，极端高温天气频发对我国的糯玉米生产造成了显著的不利影响。目前缓解糯玉米的高温热害的农艺调控措施相对不足。
5.公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.为克服现有技术所存在的缺陷，现提供一种鲜食糯玉米的耐高温种植方法，以解决在应对极端高温天气频发的情况，糯玉米的高温热害农艺调控措施相对不足的问题。
7.为实现上述目的，提供一种鲜食糯玉米的耐高温种植方法，包括以下步骤：
8.在玉米花期通过人工增温处理多个优质糯玉米品种，并以花粉活力、结实率及产量作为耐高温评价指标筛选多个所述优质糯玉米品种以获得耐高温糯玉米品种；
9.将所述耐高温糯玉米品种与大豆品种条播于大田以形成交替设置的玉米带和大豆带，在极端高温天气时，通过无人机喷施水分和氯化钙以降低植株温度、改善田间小气候、补充所述氯化钙可减轻高温胁迫对植物光合机构的破坏，维持叶绿素含量的平衡，提升光捕获能力，进而提高糯玉米的光同化能力，促进干物质积累和果穗籽粒的发育；
10.在所述耐高温糯玉米品种开花期，通过无人机在所述玉米带的上方低空飞行以对所述玉米带的雄穗产生风压，进而晃动雄穗促进所述玉米花粉粒的均匀下落以提高授粉质量。
11.进一步的，所述氯化钙为20mm的氯化钙溶液。
12.进一步的，在所述无人机喷洒水分和氯化钙时，所述无人机距离玉米的顶端的垂直距离为3m，所述氯化钙的喷洒用量为4l/亩、隔天喷洒、连续喷洒3次。
13.进一步的，所述玉米带包括同向设置的两玉米行，两所述玉米行之间的行距为40cm，所述玉米带与所述大豆带之间的间距50cm。
14.进一步的，所述大豆带的宽度为90cm。
15.进一步的，所述产量的构成因素包括穗行数、行粒数、百粒重和单株穗重。
16.进一步的，在所述无人机低空飞行以对所述玉米带的雄穗产生风压时，所述无人机与玉米的顶端的垂直距离为2.5m，所述风压的风力为4～5级。
17.本发明的有益效果在于，本发明的鲜食糯玉米的耐高温种植方法，首先通过构建耐高温评价指标体系获取耐高温鲜食糯玉米品种以保证在高温天气条件下玉米结实率和产量的相对稳定。其次，通过鲜食糯玉米-大豆复合种植增强田间通风透光性能，同时发挥大豆根瘤菌固氮效能，减少化学肥料的使用率，提高玉米和大豆的光能利用率和肥料利用率，在保证玉米产量与单作相当的情况下，增加了大豆产量，提高了土地利用率，提高农民收入。再其次，通过无人机喷水和氯化钙，改善田间小气候，降低植株温度，提高群体产量和品质，无人机雾化效果，雾流向下穿透力强，喷洒效果优于传统喷雾器，且更加节本高效，同时，无人机喷施氯化钙于叶片表面，吸收和起效速度较快，且与其他农艺措施相比具有简易高效、节能轻便、绿色环保等优势。此外，植保无人机喷洒氯化钙时，旋翼产生的向下冲击气流可以将作物叶面掀开，有效地减小喷洒死角，喷洒效果更好。最后，无人机辅助授粉技术大幅度的降低了人工成本，同时提高了授粉质量和效率，进而直接增加高温胁迫下玉米穗粒数，减少秃尖长度，最终提高玉米和大豆产量，增加农民收入。
附图说明
18.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
19.图1为本发明实施例的耐高温糯玉米品种与大豆品种条播示意图。.
20.图2为本发明实施例的人工增温处理优质糯玉米品种的日最高气温的折线图。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
23.参照图1和图2所示，本发明提供了一种鲜食糯玉米的耐高温种植方法，包括以下步骤：
24.s1：在玉米花期通过人工增温处理多个优质糯玉米品种，并以叶绿素含量、花粉活力、结实率及产量作为耐高温评价指标筛选多个优质糯玉米品种以获得耐高温糯玉米品种。
25.产量的构成因素包括穗行数、行粒数、百粒重和单株穗重。
26.叶绿素含量的构成因素包括光系统ii的最大光化学效率、光系统ii的潜在活性、光合性能指数、用于电子传递的量子产额和用于还原光系统ⅰ受体侧末端电子受体的量子产额。
27.在本发明中，首先通过耐高温品种筛选的技术手段以选择国内外优良的糯玉米品种，在玉米花期人工模拟增温处理，以品种的叶绿素含量、花粉活力、结实率、产量及产量构
成等指标为依据，筛选出了耐热性较好的品种。
28.s2：将耐高温糯玉米品种与大豆品种条播于大田以形成交替设置的玉米带和大豆带，在极端高温天气时，通过无人机喷施水分和氯化钙以降低植株温度、改善田间小气候、补充耐高温糯玉米品种的营养物质以减轻高温胁迫对植物光合机构的破坏，维持叶绿素含量的平衡，提升光捕获能力，进而提高糯玉米的光同化能力，促进干物质积累和果穗籽粒的发育。
29.参阅图1，玉米带a包括同向设置的两玉米行1，两玉米行之间的行距为40cm，玉米带a与大豆带b之间的间距50cm。
30.大豆带的宽度为90cm。每个大豆带包括四个大豆行2。大豆行之间的间距为30cm。
31.鲜食糯玉米与鲜食大豆条播复合种植采用“2 4”种植模式，即每个玉米带的宽度为40cm，玉米株距15厘米，确保鲜食玉米有效密度3500株/亩；大豆行的行距30厘米，大豆株距10厘米，有效密度8000株/亩。玉米带与大豆带的间距50厘米，相邻玉米带的间距为190厘米。
32.作为一种较佳的实施方式，氯化钙为20mm的氯化钙溶液。
33.具体的，在无人机喷洒水分和氯化钙时，无人机距离玉米的顶端的垂直距离为3m，氯化钙的喷洒用量为4l/亩、隔天喷洒、连续喷洒3次。
34.在本发明中，通过鲜食糯玉米与鲜食大豆条播复合种植。在前期玉米品种筛选的基础上，选择其中耐高温能力最强的鲜食玉米品种与鲜食大豆套种，发挥高位作物玉米具有边行优势，扩大了低位作物大豆的受光空间。鲜食糯玉米与鲜食大豆条播复合种植采用“2 4”种植模式，增强田间的通风透光性，提高植株光能利用效率和耐高温能力。
35.在本发明中，通过田间无人机喷水改善极端天气下的大田小气候。在极端天气下(最高温度≥35℃)，利用无人机喷施水分，水分蒸发吸收热量，进而降低植株温度，改善田间小气候，减轻高温对玉米的伤害，增强植株的抗高温能力。此外，无人机喷雾需设置相应的飞行高度和速度以及合适的喷幅宽度等重要参数。
36.在本实施例中，无人机为大疆t30多旋翼植保无人机(深圳大疆创新科技有限公司生产)，距离玉米顶端3m为无人机飞行高度，飞行速度为4.5m/s，喷洒用量为4l/亩。在极端高温天气条件下，选择晴朗无风天气10:00左右，每天喷水1次，连续喷洒3次。
37.在本发明中，无人机喷施氯化钙。无人机喷施的外源化学物质以补充作物生长发育必需的营养物质，减轻高温胁迫对植物光合机构的破坏，维持叶绿素含量的平衡，提升光捕获能力，进而提高糯玉米的光同化能力，促进干物质积累和果穗籽粒的发育。
38.s3：在耐高温糯玉米品种开花期，通过无人机在玉米带的上方低空飞行以对玉米带的雄穗产生风压，进而晃动雄穗促进玉米花粉粒的均匀下落以提高授粉质量。
39.在无人机低空飞行以对玉米带的雄穗产生风压时，无人机与玉米的顶端的垂直距离为2.5m，风压的风力为4～5级。
40.在本实施例中，无人机同样为大疆t30多旋翼植保无人机(深圳大疆创新科技有限公司生产)，设置全自主作业模块一键起飞，一键返回。飞行高度为距离玉米顶端2.5m，飞行速度为5m/s，所产生的风力为4～5级，以吹散花粉均匀落在雌穗上为宜。设置模式为全自主作业模块，一键起飞，一键返回，并配备后台管理系统，可随时观察辅助授粉作业轨迹和进度。
41.在本发明中，通过无人机在玉米田上空飞行，造成雄穗晃动来促进玉米花粉粒的下落，以此提高授粉质量，最终提高玉米结实性和产量。无人机辅助授粉在与无人机喷雾一样，设置相关的飞行参数以取得最佳授粉效果。
42.为了进一步说明本发明的鲜食糯玉米的耐高温种植方法。
43.实施例一
44.耐高温糯玉米品种的获得的步骤：
45.选用10个国内主栽鲜食糯玉米品种(苏玉糯2号、苏玉糯11号、苏玉糯14、苏玉糯639、焦点糯517、中糯2号、苏玉糯1502、苏玉糯802、苏玉糯1704、江玉糯901)为试验材料。
46.人工高温处理设置采用搭建钢架大棚(长45m
×
宽10m
×
高3.5m)，并覆盖透明塑料薄膜(透光率95％以上)以升温的方式进行。为保证各试验鲜食糯玉米品种的花期一致，根据各个品种生育期实施错期播种，采用宽窄行播种方式，宽行距120cm、窄行距40cm，株距为27cm，每品种3次重复，种植密度为3500株/亩。于花期进行高温处理，高温处理10d后拆除薄膜，结束高温处理。大棚底部四周各留出0.2m高度空隙，用于气体交换；同时，为保证植株生长所需水分，在大棚顶部均匀刺洞，保证足够降雨可以均匀洒落到植株上。高温处理期间(开花后15d，见图2所示的开花后的高温处理期间最高气温)放置全自动温度湿度记录仪于玉米穗部记录棚内温度，记录间隔为60min。图2中的对照即以田间自然状态为对照(ck)作为试验田的环境温度，图2中高温为人工高温处理的钢架大棚内的环境温度，其他田间管理均按当地高产栽培要求进行。处理结束后测定花粉活力、结实率、穗行数、行粒数和籽粒鲜重。
47.继续参阅图2，在鲜食糯玉米品种的开花期采用覆膜增温的方式进行高温处理，与对照处理相比，日最高温度显著提高，处理期间气温均大于35℃，说明通过覆膜增温的方式进行耐高温品种筛选效果较好。研究发现高温胁迫对不同品种花粉活力和结实率的影响不同(见表1)。与对照相比，高温处理对苏玉糯11和苏玉糯639花粉活力和结实率降低幅度较大，而对苏玉糯2号、中糯2号和江玉糯901影响相对较小。同样地，苏玉糯11和苏玉糯639在高温胁迫下产量降低幅度大，说明其为高温敏感品种，而苏玉糯2号和中糯2号产量和产量构成指标影响相对较小，说明其为耐高温能力较强品种(见表2)。
48.故以花粉活力、结实率、穗行数、行粒数和果穗重量作为耐高温评价指标筛选到的苏玉糯2号和中糯2号是耐高温能力较强的品种。
49.表1、高温胁迫对不同品种花粉活力和结实率的影响
[0050][0051]
续表1、高温胁迫对不同品种花粉活力和结实率的影响
[0052][0053]
表2、高温胁迫对不同品种果穗产量和产量构成的影响
[0054][0055]
实施例二
[0056]
在极端高温天气时，通过无人机对耐高温糯玉米品种喷施水分和外源调节物质。
[0057]
本试验的供试材料为实施例一中筛选获得的耐高温糯玉米品种2个，分别为苏玉糯2号(耐高温)和苏玉糯11号(高温敏感)。
[0058]
苏玉糯2号生育期短于苏玉糯11号，为保证花期一致，苏玉糯2号和苏玉糯11号分别于2021年4月20日和2021年4月15日错期播种。采用宽窄行播种方式，宽行距120cm、窄行距40cm，株距为27cm，每品种3次重复。水肥运筹和病虫害防治参照当地常规大田管理。
[0059]
试验为二因素随机区组设计，分别为2个品种和3种外源调节物质，共计6个处理，每个处理为15
×
3m2，中间留有10m的空白区，防止无人机在喷洒不同外源激素影响试验结果。在抽雄期，利用无人机分别喷施清水(对照)和外源调节物质。外源调节物质为两种，一种为水杨酸(sa)，另一种为氯化钙(cacl2)。水杨酸(sa)和氯化钙(cacl2)喷施浓度分别为1mm和20mm，具体飞行参数见步骤s2。每天16:00左右喷施，隔天喷施，连续喷施3次，喷施标准为液滴均匀分布在玉米大部分叶片表面，喷施完后采用田间覆膜增温的形式进行高温处理(增温方式与耐高温品种筛选一致)。在高温处理后测定穗位叶叶绿素荧光参数，光系统ii(psii)最大光化学效率(fv/fm)、psii潜在活性(fv/fo)、光合性能指数(pi abs)、用于电子传递的量子产额和用于还原psⅰ受体侧末端电子受体的量子产额在乳熟期每个小区选取选出其中有代表性的15穗考种，测定单株穗行数、行粒数、百粒重和单株穗重。
[0060]
由表3可知，与对照相比，花期高温胁迫下，喷施sa和cacl2均提高了叶片荧光参数，但增幅因喷施的外源调节剂而异，喷施cacl2增加的幅度更大。经sa和cacl2处理后，苏玉
糯2号和苏玉糯11行粒数、百粒重和单株穗重均显著增加，且cacl2的效果要优于sa(见表4)。
[0061]
故，在抽穗期喷施20mm的cacl2对缓解糯玉米高温胁迫的效果最佳。
[0062]
表3、高温胁迫下喷施外源调节剂对穗位叶叶绿素荧光参数的影响
[0063][0064]
表4、高温胁迫下喷施外源调节剂对产量和产量构成的影响
[0065][0066]
实施例三
[0067]
通过无人机在所述玉米带的上方低空飞行以对所述玉米带的雄穗产生风压，本试验的供试材料为高温敏感的苏玉糯11号，种植密度为3500株/亩。高温处理通过延期播种实现，播种期为2020年5月20日，花期在7月30日左右，此期正值长江中下游地区高温天气，日最高超过35℃。利用大疆多旋翼植保无人机t30进行辅助授粉，具体飞行参数见步骤s3。
[0068]
试验设3个处理，其中处理1为辅助授粉2次，分别于7月30和8月2号进行，间隔期3天；处理2辅助授粉1次，8月2进行；处理3为对照，自然授粉，不进行辅助授粉。处理1～3种植面积均为5亩，不设重复。处理之间的田间管理均一致。为了减少无人机飞行期间处理之间相互影响，处理间的间隔为50m，辅助授粉时间为上午10：00之后。无人机的飞行高度距玉米顶端2.5m，所产生的风力大约为4～5级，以吹散花粉均匀落在雌穗上为宜。在玉米乳熟期，按5点取样法选取5个点，每个点取20株，统计平均秃尖长度、穗重和穗粒数，随后收获商品穗测定亩产，并根据当前鲜食玉米市场行情价格3.0元/kg计算，计算相对收益。
[0069]
无人机辅助授粉与自然授粉相比，降低了秃尖长度，增加了穗重和穗粒数，且无人机辅助授粉2次的效果好于1次(见表5)。最终的测产结果同样显示，与自然授粉相比，无人机辅助授粉产量明显高于自然授粉，2次授粉效果好于1次，增产率分别达到8.8％和4.2/％。按照鲜食玉米3元/斤的价格计算，2次授粉和1次授粉的纯收益分别增加162.2和75.2元(见表6)。
[0070]
故，在玉米花期无人机辅助授粉2次，显著降低了苏玉糯11秃尖长度，增加了产量，提高了果穗的商品价值，亩纯收益也大幅度增加。
[0071]
表5无人机辅助授粉对产量的影响
[0072][0073]
表6无人机辅助授粉经济效益比较
[0074][0075]
本发明的鲜食糯玉米的耐高温种植方法，首先通过构建耐高温评价指标体系获取耐高温鲜食糯玉米品种以保证在高温天气条件下玉米结实率和产量的相对稳产及其外观品质。其次，通过鲜食糯玉米-大豆复合种植增强田间通风透光性能，同时发挥大豆根瘤菌固氮效能，减少化学肥料的使用率，提高玉米和大豆的光能利用率和肥料利用率，在保证玉米产量与单作相当的情况下，增加了大豆产量，提高了土地利用率，提高农民收入。再其次，通过无人机喷水和氯化钙，改善田间小气候，降低植株温度，提高群体产量和品质，无人机雾化效果，雾流向下穿透力强，喷洒效果优于传统喷雾器，且更加节本高效，同时，无人机喷施氯化钙于叶片表面，吸收和起效速度较快，且与其他农艺措施相比具有简易高效、节能轻便、绿色环保等优势。此外，植保无人机喷洒氯化钙时，旋翼产生的向下冲击气流可以将作物叶面掀开，有效地减小喷洒死角，喷洒效果更好。最后，无人机辅助授粉技术大幅度的降低了人工成本，同时提高了授粉质量和效率，进而直接增加高温胁迫下玉米穗粒数，减少秃尖长度，最终提高玉米和大豆产量，增加农民收入。
[0076]
以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。